DE2444351A1

DE2444351A1 - FORCED CONTROL FOR PROCEDURES IN RESTRICTED FACILITIES

Info

Publication number: DE2444351A1
Application number: DE19742444351
Authority: DE
Inventors: Henry A Mosler
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1973-12-03
Filing date: 1974-09-17
Publication date: 1975-06-05
Also published as: BE822841R; FR2253236A2; US3838256A; CA1031443A; GB1481539A; JPS5085784A; NL7413539A

Description

DR. KARL TH. HEGEL · DIFL.-ING. KLAUS DICKELDR. KARL TH. HEGEL DIFL.-ING. KLAUS DICKEL

Γ L "1 2OOO Hamburg BOΓ L "1 2OOO Hamburg BO

Große Bergstraße 223 Postfach. BO 06 62 Telefon: (O4O) 896285 Telegramm-Adresse: DoellnerpatentGreat Bergstrasse 223 P.O. Box. BO 06 62 Telephone: (O4O) 896285 Telegram address: Doellnerpatent

Zeichen: * Unser Zeichen: DatumCharacters: * Our reference: date

H 2371 11. September 197*1H 2371 September 11th 197 * 1

KD/mlcKD / mlc

EXXON RESEARCH AND ENGINEERINGEXXON RESEARCH AND ENGINEERING

COtIPANY,COtIPANY,

Linden, N. J. (V.St.A.)Linden, N. J. (V.St.A.)

Zwangssteuerung für Verfahren bei
eingeschränkten Betriebsanlagen.Override control for procedures at
restricted facilities.

Die Erfindung betrifft eine Zwangssteuerung für Verfahren
bei eingeschränkten Betriebsanlagen. Es handelt sich hierbei um eine Verbesserung des Verfahrens zvlt Grenzwertregelung des Betriebes einer Anlage, wie sie in dem deutschen
Patent 2,317,292 (Anmeldung P 23 17 292) des gleichen An meiders beschrieben ist. Dabei handelt es sich um ein
Verfahren zur Steuerung von Anlagen für die Raffination
und anderer chemischer V-erfahren, bei welchem eine Opti -The invention relates to a positive control for processes
with restricted facilities. It concerns here an improvement of the procedure zvlt limit value regulation of the operation of a plant, as it is in the German one
Patent 2,317,292 (application P 23 17 292) of the same An meiders is described. This is a
Process for controlling plants for refining
and other chemical processes in which an opti-

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mierung des Betriebes erreicht wird, indem man kontinuierlich ermittelt, welche Veränderliche sich am nächsten an ihrem vorbestimmten Grenzwert (Sollwert) befindet und indem man eine gesteuerte Veränderliche so einstellt, daß sich die Grenzver änderliche auf ihren Sollwert zubewegt, und auf die erwähnte Voranmeldung wird hier ausdrücklich Bezug genommen.mization of the operation is achieved by continuously determines which variable is closest to its predetermined limit (setpoint) and by placing a controlled changeable so that the boundary changeable moved towards their setpoint, and reference is expressly made here to the aforementioned prior notification.

Das Zwangssteuerungssystem in der vorangehenden Erfindung ist auf viele Verfahren anwendbar und besteht im wesentlichen aus den folgenden Schritten: (1) Bestimmung einer Anzahl von Be triebsveränderlichen, die kontinuierlich überwacht werden;The compulsory control system in the foregoing invention is Applicable to many procedures and essentially consists of the following steps: (1) Determination of a number of operational variables, which are continuously monitored;

(2) Ermittlung eines Sollwertes für jede dieser Veränderlichenj(2) Determination of a target value for each of these variables

(3) Bestimmung der Empfindlichkeit einer jeden dieser Veränderlichen auf eine Veränderung einer vorbestimmten gesteuerten Veränderlichen; (4) Ermittlung, welche dieser Betriebsveränderlichen eine begrenzende Wirkung besitzt; (5) Einstellung der gesteuerten Veränderlichen, um die begrenzende Veränderliche auf ihren Sollwert zu bringen. Dieses System ist besonders geeignet, um ein Verfahren zu optimieren oder eine wichtige Veränderliche zu maxiraieren. So kann es beispielsweise zum Betrieb einer Verfahrenseinheit bei höchstmöglicher Kapazität eingesetzt werden, indem man die Beschickungsgeschwindigkeit selbsttätig erhöht, bis eine der Betriebsveränderlichen ihren Sollwert erreicht. Nachdem diese Grenze erreicht ist, hält das Kontrollsystem diese Bedingung aufrecht, bis die Zwangsbedin gung aufgehoben wird und die Beschickungsgeschwindigkeit ein gestellt werden kann, um einen noch besseren Wert zu erreichen. Es ist möglich, daß durch den Eingriff der Bedienungsperson die Zwangssteuerung aufgehoben und eine weitere Einstellung der gesteuerten Veränderlichen (Beschickungsgeschwindigkeit) ermöglicht wird.(3) Determine the sensitivity of each of these variables upon a change in a predetermined controlled variable; (4) Determining which of these operationally variable has a limiting effect; (5) Adjustment of the controlled variable to the limiting variable to bring them to their setpoint. This system is particularly suitable for optimizing a process or an important one To maximize changeable ones. For example, it can be used to operate a process unit at the highest possible capacity can be used by automatically increasing the loading speed until one of the operational variables is theirs Target value reached. After this limit is reached, the control system maintains this condition until the constraint is met is canceled and the loading speed can be adjusted to achieve an even better value. It is possible that the operator can intervene to cancel the forced control and make a further setting the controlled variable (feed speed) is made possible.

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In dem eingangs genannten Patent wird zwischen zwei Zwangsbedingungen unterschieden, nämlich einer sogenannten "weichen" Zwangsbedingung", das bedeutet eine solche Bedingung, die überschritten werden kann, und einer "harten Zwangsbedingung", bei der dieses nicht möglich ist. So würde beispielsweise die maximal erlaubbare Metalltemperatur eines Ofenrohres eine "weiche" Zwangsbedingung sein. Eine solche Temperatur kann während einer verhältnismäßig kurzen Zeitdauer überschritten werden, obwohl der Sollwert trotzdem eine Zwangsbedingung ist. Wenn eine Ventilstellung als Zwangsbedingung verwendet wird, so ist die vollständig geöffnete Position eine "harte" Zwangsbedingung. Solche "harte" Zwangsbedingungen sind im allgemeinen die Einschränkungen der Betriebsanlagen, um die es bei der vorliegenden Erfindung geht. Wenn eine Veränderliche über ihre "weiche" Zwangsbedingung (Sollwert) hinausgeht, kann dieser Wert nach wie vor gemessen werden, und die Abweichung zeigt an, welche Einstellung der gesteuerten Veränderlichen vorgenommen werden muß, um die Veränderliche wieder zurück auf ihren Sollwert zu bringen. Bei einer "harten" Zwangsbedingung Betriebs anlagenschranke kann, nachdem die Höchstgrenze erreicht ist, eine zusätzliche Abweichung vorhanden sein, ohne daß genau angezeigt wird, um welchen Wert der Variablen es sich handelt. So kann beispielsweise, wenn es um die Ventilstellung als Be triebsvariable geht, sich das Ventil in einer voll geöffneten Stellung befinden, während die Betriebsbedingungen fordern,daß das Ventil mehr als geöffnet sein sollte, wobei die Abweichung geringer erscheint, als sie in Wirklichkeit ist. Da die Ab weichung klein erscheint, wird die von ihr ausgehende Steuerwirkung geringer sein, als sie in Wirklichkeit sein sollte,und die Verfahrenseinheit gerät über einen längeren Zeitraum ausser Kontrolle, als dies wünschenswert erscheint. Um dieser LageIn the patent mentioned at the beginning, a distinction is made between two constraints distinguished, namely a so-called "soft" constraint, which means such a condition, which can be exceeded, and a "hard constraint" where this is not possible. For example, the maximum allowable metal temperature of a stove pipe must be a "soft" constraint. Such a temperature can be exceeded during a relatively short period of time, although the setpoint is still a constraint. When a valve position is used as a constraint, the fully open position is a "hard" constraint. Such "harsh" constraints are generally the limitations of the equipment that is involved in the present invention Invention goes. If a variable goes beyond its "soft" constraint (setpoint), it can Value can still be measured, and the deviation indicates which setting of the controlled variable was made must be in order to bring the variable back to its setpoint. In the case of a "hard" constraint, plant barrier After the maximum limit has been reached, there may be an additional deviation without being shown exactly which value of the variable is involved. For example, when it comes to the valve position as an operating variable goes, the valve is in a fully open position while the operating conditions require that the valve should be more open than it should, whereby the deviation appears smaller than it is in reality. Since the deviation appears small, the tax effect emanating from it will be less than it really should be, and the process unit is out of action for a longer period of time Control when it appears desirable. To this situation

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abzuhelfen, sollten Betriebsveränderliche, die " harten ^ft Zwangsbedingungen ausgesetzt sind, eine genaue Anzeige der Abweichung geben, auch wenn sie ihren Grenzwert überschritten haben. Dies ist das Problem, welchem sich die vorliegende Erfindung zuwendet.To remedy this, operational ^{variators exposed to "severe ft} constraints" should give an accurate indication of the deviation even if they have exceeded their limit value. This is the problem to which the present invention addresses.

Bis die " harte " Zwangsbedingung erreicht wird, stellt das Signal, das dem Kontrollsystem zugeführt wird, den Unterschied zwischen dem Sollwert und dem augenblicklichen Betriebswert dar. Dies wird durch die folgende Gleichung dargestellt:Until the "hard" constraint is reached, the Signal that is fed to the control system, the difference between the setpoint and the current operating value This is represented by the following equation:

(1) E = C - M_E wobei:(1) E = C - M _E where:

E = die Abweichung zwischen der eigentlichen Messung und dem Sollwert (Fehler),E = the deviation between the actual measurement and the target value (error),

C = der Sollwert (Zwangsbedingung), und M_ = die augenblickliche Messung während desC = the setpoint (constraint), and M_ = the current measurement during the

Betriebes der zu kontrollierenden Anlagenveränderlichen darstellt. Operation of the system variable to be controlled.

Wenn die harte Zwangsbedingungsstellung erreicht ist, wird die Fehlerrechnung insofern verstärkt, als zusätzlich zu dem durch die Gleichung 1 angegebenen Fehler ein zusätzlicher Fehler gemessen und dem Fehler der Gleichung 1 hinzugefügt wird. Dieser wird durch die Gleichung 2 dargestellt:When the hard constraint position is reached, the error calculation is compounded in that in addition to that by the error given in equation 1, an additional error is measured and added to the error in equation 1. This is represented by equation 2:

(2) E = C - Mg + K (SP -(2) E = C - Mg + K (SP -

wobei:whereby:

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E = der Fehler,E = the error,

C = die ZwangsbedingungC = the constraint

M_,= die Messung der AnlagenveränderliclienM _, = the measurement of the plant variability

Mp= die augenblickliche Messung derVerfnhrensvariablen, die mit der zu messenden Anlagenveränderlichen in Beziehung steht,Mp = the instantaneous measurement of the procedural variables, which is related to the variable system to be measured,

K = eine Proportionalitätskonstante, die eine l%ige Änderung der Anlagenvariablen in eine entsprechende Änderung der Verfahrensmessung umsetzt, undK = a constant of proportionality that changes a 1% change in the system variables into a corresponding Implementation of process measurement change, and

SP = der Einstellpunkt des Kontrolleurs zur Einstellung von M_, um den Wert von Mp ist.SP = the setting point of the controller for setting from M_ to the value of Mp is.

Die Zusatzfehlerrechnung zeigt die wirkliche Abweichung, wenn die der Zwangsbedingung unterliegende Anlagenveränderliche den wirklichen Fehler nicht mehr anzeigt. Messungen, die den Anlagenexnschränkungen nicht unterliegen, werden in die Fehlerrechnung miteinbezogen.The additional error calculation shows the real deviation if the system variable subject to the constraint no longer indicates the real error. Measurements that the Are not subject to system restrictions are included in the error calculation.

Ein grundsätzlicher Vorteil der Verwendung des. zusätzlichen Fehlersignals liegt daran, daß eine Steuerung aufrecht erhalten werden kann, die sich sehr eng an die der harten Zwangs bedingung>-\ unterworfenen Einschränkung anlehnt, ohne daß ein Durcheinandergeraten der Steuerung zu befürchten ist, wenn die harte Einschränkung eine gewisse Zeitlang überschritten wird. Dementsprechend wurde nun ein Hilfsmittel geschaffen, das verhindert, daß eine harte Zwangsbedingung verfrüht die qptimalen oder maximalen Betriebsbedingungen bestimmt.A fundamental advantage of using the additional error signal is that control is maintained which is very closely related to the hard constraint> - \ subject to restriction without fear of getting the control system mixed up, if the hard restriction is exceeded for a certain period of time. Accordingly, an aid has now been created this prevents a hard constraint from prematurely determining the optimum or maximum operating conditions.

Die Erfindung soll im Folgenden, anhand verschiedener Ausführungsbeispiele, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt im einzelnen:The invention is intended in the following, based on various exemplary embodiments, will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows in detail:

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Figur 1:Figure 1:

ein typisches Zwangssteuerungssystem in schematischer Darstellung, bei Tvelchem das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wird,
Figur 2:a typical positive control system in a schematic representation, at Tvelchem the method according to the invention is applied,
Figure 2:

die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das Zwangssteuerungssystem eines Ofens und
Figur 3:the application of the method according to the invention to the forced control system of a furnace and
Figure 3:

die Anwendung der Erfindung auf das Zwangssteuerungssystem für einen Kompressor.the application of the invention to the positive control system for a compressor.

Die Figur 1 stellt ein Fließbild eines Destillationsvorganges dar. Das Fließbild ist zum Zwecke der Erläuterung vereinfacht dargestellt. Eine Destillationssäule 10 wird durch eine Lei tung 11 beschickt, wobei oben über die Leitung,.·. 12 ein Produkt und über die Leitungen 13 und l4 Seitenprodukte und am Boden über die Leitung 15 ein Bodenprodukt abgezogen wird. Die Be Schickung der Säule wird in dem Ofen 17 aufgeheizt. Der Dampf, der der Säule oben entströmt, wird in dem Kondensator l8 kondensiert, in der Akkumulatortrommel 19 gesammelt und über die Leitung 20 zurückgeführt. Die Beschickungsgeschwindigkeit wird durch die Durchflußmengenregelvorrichtung (FRC) 21 gesteuert. Es handelt sich hierbei um das einzige wesentliche Merkmal für die Betriebsweise der Säule (den kennzeichnenden Index), wie auch die gesteuerte Veränderliche. Der Beschickungsstrom, durch FRC 21, sollte so groß wie möglich sein, wobei er jedoch eingeschränkt wird, wenn irgendeine andere Veränderliche ihren Sollwert erreicht hat. Es könnten auch andere Merkmale, wie z.B. die Herabsetzung der Ofenfeuerung oder die Maximierung der Seitenströmo verwendet werden, wenn man ihnen eine größere Bedeutung zumisst, als der Maximierung der Beschickungsbe schwindigkeit. Eine wichtige Betriebsveränderliche ist dieFIG. 1 shows a flow diagram of a distillation process. The flow diagram is simplified for the purpose of explanation shown. A distillation column 10 is fed through a conduit 11, with at the top via the conduit,. ·. 12 one product and via lines 13 and 14 side products and at the bottom A bottom product is withdrawn via line 15. The loading of the column is heated in the furnace 17. The steam which flows out of the column above, is condensed in the condenser 18, collected in the accumulator drum 19 and over the Line 20 returned. The feeding speed will controlled by the flow rate control device (FRC) 21. This is the only essential feature for the operating mode of the column (the characteristic index), as well as the controlled variable. The feed stream, through FRC 21, should be as large as possible, being however is restricted when any other variable has reached its setpoint. There could be other features, like E.g. the reduction of the furnace firing or the maximization of the side flow can be used, if one gives them a larger one Attaches importance than maximizing the loading speed. An important operational variable is that

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Wärmezufuhr zur Säule von dem Ofen 17» die über die Beschik kungsmengenmessung durch FRC 21 und die Eingangs- und Ausgangstemperaturen TR 23 berechnet wird. Die entsprechenden Sollwerte werden durch die verfügbare Brennerkapazität vorgegeben. Eine andere zu steuernde Veränderliche ist der Druckabfall über die Säule, durch welchen ein Fluten der Böden ermittelt wird, wenn zu hohe Strömungsgeschwindigkeiten auftreten, wobei die Messung des Druckdifferentials über die Säule durch das Delta-P-Instrument 25 erfolgt. Der Sollwert wird so eingestellt, daß ein Fluten vermieden wird. Die Temperatur im oberen Be reich, der Säule 10 wird durch das Temperaturmess- und -steuergerät TRC 27 erreicht, was den Rückfluß durch die Leitung 20 in den ob-eren Teil des Turmes steuert. Die Stellung des Rückflußsteuerventils zeigt die Rückflußmenge an, und der Sollwert liegt nahe an dem Bereich der vollständigen Öffnung des Steuerventils. Zur Erläuterung der Erfindung soll die Einschränkung anhand eines vollständig geöffneten Ventils dargestel3.t werden, bei welchem es sich um eine harte Zwangsbedingung handelt. Die Abzugsgeschwindigkeit des Bodenproduktes, die durch FR-31 gemessen wird, ist ausserdem die Schlüsselveränderliche und wird dem Zwangssteuergerät 29 zum Vergleich mit dem Sollwert zugeführt.Heat supply to the column from the furnace 17 »via the charge quantity measurement is calculated by FRC 21 and the inlet and outlet temperatures TR 23. The corresponding setpoints are given by the available burner capacity. Another variable to control is the pressure drop across the column, through which a flooding of the soil is determined if too high flow velocities occur, whereby the Measurement of the pressure differential across the column by the Delta-P instrument 25 takes place. The setpoint is set so that flooding is avoided. The temperature in the upper range, the column 10 is achieved by the temperature measuring and control device TRC 27, which the reflux through the Line 20 controls in the upper part of the tower. The position of the reflux control valve shows the amount of reflux, and the set point is close to the range of full opening of the control valve. To explain the invention the restriction can be shown on the basis of a fully open valve, which is a hard constraint. The withdrawal speed of the soil product, which is measured by FR-31 is also the key variable and becomes the override control device 29 for Comparison with the setpoint supplied.

Bei dem Verfahren gemäß Figur 1 empfängt das Zwangssteuer gerät 29 die Information über die Wärmezufuhr zum Ofen 17, die Druckdifferenz üb-er den Turm 10, die Rückflußgeschwindigkeit zum Turm und die Abzugsgeschwindigkeit des Bodenproduktes. Alle::.. Variablen werden aufeinander folgend ( oder gleichzeitig ) abgefragt, und die Istwerte werden mit den entsprechenden Sollwerten verglichen. Die Abweichungen von den Sollwerten werden durch die Zwangssteuerempfindlichkeit (wie sie in dem eingangs erwähnten Patent definiert ist) der jeweils entsprechenden Veränderlichen dividiert.In the method according to Figure 1, the override control device 29 receives the information about the heat supply to the furnace 17, the pressure difference across the tower 10, the reflux rate to the tower and the withdrawal rate of the bottom product. All :: .. variables are sequential (or at the same time) and the actual values are compared with the corresponding setpoints. The deviations from the setpoints are determined by the positive control sensitivity (as defined in the patent mentioned at the beginning) of the each corresponding variable divided.

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Die begreazeiide Veränderliche wird ausgewählt, und ein Signal wird zu FEC 21 geschickt, um die Beschickungsgeschwindigkeit so einzustellen, damit die begrenzende Veränderliche ihren Sollwert erreicht. Dies kann dadurch geschehen, daß man die Beschickungsgeschwindigkeit der Säule erhöht oder vermindert.The larger variable is selected, and a signal is sent to FEC 21 for the infeed speed set so that the limiting variable reaches its setpoint. This can be done by using the Feed rate of the column increased or decreased.

Beim normalen Betrieb, wenn die Stellung des Ventils TRCV 27 nicht begrenzend ist, gibt das Signal, das der Zwangssteuervorrichtung 29 zugeführt wird, lediglich die wirkliche Ven tilstellung wieder. Wenn beispielsweise die Zusammensetzung des oben abgezogenen Produktes wesentlich schwerer wird,tritt eine durch TRC 27 gemessene, deutliche Temperaturerhöhung auf und TRCV 27 öffnet sich. Der Sollwert von TRCV 27 liegt bei der nahezu voll offenen Stellung, wenn angenommen werden soll, daß als Ziel ein maximaler -Durchgang gilt. Es gibt keinen offensichtlichen Grund, einen niedrigeren Wert festzulegen,da dieses unnotwendigerweise eine Einschränkung des Verfahrens bedeuten könnte. Wenn jedoch das Ventil voll geöffnet ist, ist es nicht länger unter Kontrolle. Die Abweichung vom Sollwert kann sehr klein scheinen, wähHrend die erforderliche Kühlung wirklich sehr viel höher ist. Das Zwangssteuersystem, das diese scheinbar kleine Abweichung ermittelt, veranlasst nur eine entsprechend kleine korrigierende Wirkung, und das Ausmaß und die Dauer des fehlgesteuerten Zustandes sind wesentlich länger»als dies wünschenswert erscheint. Dementsprechend wird nach der Erfindung das Ventilstellungssignal proportional zum Unterschied zwischen der Steuerstellung und dem gemessenen Temperaturwert verstärkt. Diese verstärkte Ventilstellung gibt die wirklichen Bedinggungen wieder, d.h. die Stellung, die das Ventil einnehmen würde, wenn es nicht seine begrenzende Zwangsbedingung eingenommen hätte. Das Zwangssteuersystem ermöglicht During normal operation, when the position of the valve TRCV 27 is not limiting, the signal is that of the override control device 29 is supplied, only the real valve position again. For example, if the composition of the product withdrawn above becomes significantly heavier, it occurs a significant increase in temperature measured by TRC 27 and TRCV 27 opens. The setpoint of TRCV 27 is included the almost fully open position if it is to be assumed that the goal is a maximum pass. There is no obvious reason to set a lower value because this unnecessarily restricts the procedure could mean. However, when the valve is fully open it is no longer under control. The deviation from the target value can seem very small while providing the cooling required is really much higher. The coercive control system that determines this apparently small deviation only causes a correspondingly small corrective effect, and the extent and duration of the malfunctioning condition are essential longer »than seems desirable. Accordingly, according to the invention, the valve position signal is proportional to the The difference between the control position and the measured temperature value is increased. This reinforced valve position gives the real conditions again, i.e. the position which the valve would assume if it had not assumed its limiting constraint. The compulsory tax system enables

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die Korrektur der Beschickungsgeschwindigkeit unter dem vollen Einfluß des Ausmaßes der Abweichung, die durch die Ein heit festgestellt -ward.the correction of the feeding speed under the full influence of the extent of the deviation caused by the unit noted -ward.

Wie sich aus den Gleichungen (l) und (2) ergibt, tritt eine Verstärkung der Zwangssteuerung nicht ein, bis das Ventil (TPXV) voll geöffnet ist. Wenn das Ventil nicht voll offen ist, wird die wirkliche betriebliche Messung (M_) der Zwangssteuerungsvorrichtung 29 zugeführt, um den Fehler durch Vergleich mit dem Sollwert zu bestimmen. Wenn das Ventil voll geöffnet ist, wird zur eigentlichen Messung (M„) der Unterschied zwischen den erwünschten und wirklich gemessenen Werten der hiermit in Beziehung stehenden Verfahrensmessungen addiert. Dieser zusätzliche Wert wird der Zwangssteuervorrichtung 29 zugeführt, um den Fehler in der normalen Art und Weise zu bestimmen.As can be seen from equations (1) and (2), a The override control is not amplified until the valve (TPXV) is fully open. If the valve is not fully open becomes the real operational measurement (M_) of the compulsory control device 29 supplied in order to determine the error by comparison with the setpoint. When the valve is full is open, the actual measurement (M ") becomes the difference between the desired and actually measured values of the related process measurements added. This additional value is fed to the compulsory control device 29 to correct the error in the normal manner and way to determine.

Figur 2 erläutert die Anwendung der Erfindung auf ein Zwangssteuersystem, das in einer ähnlichen Weise arbeitet wie das in Figur 1 gezeigte, wobei jedoch die Auslaßtemperatur der Schlage des Ofens 17, die durch TRC 32 gemessen wird, Verwendung findet, um direkt den Brennstoff zu steuern, der durch TRCV 32 verbrannt wird. Wenn aus irgendeinem Grund die dem Ofen 17 zugeführte Beschickung eine ungewöhnlich niedrigere Temperatur besitzt oder eine leichtere Zusammensetzung aufweist, sinkt die Schlangenauslaßtemperatur ab, so daß das normale Steuersystem TRC 32 das Ventil TRCV 32 voll öffnet, um eine maximale Feuerung zu gewährleisten. Die Schlangenauslaßtemperatur kann weiterhin niedrig sein, wenn es sich um eine starke Veränderung der Beschickung handelt. Die Zwangest euervor richtung würde dann ein Signal aufnehmen, das derFigure 2 illustrates the application of the invention to a forced control system which operates in a manner similar to that shown in Figure 1, but using the exhaust temperature of the stroke of furnace 17 as measured by TRC 32 to directly control the fuel that is burned by TRCV 32. If for some reason the dem Charge fed to furnace 17 has an unusually lower temperature or a lighter composition, the coil outlet temperature drops so that the normal control system TRC 32 fully opens the valve TRCV 32, to ensure maximum firing. The coil outlet temperature can still be low if it is there is a large change in the load. The Zwangest your device would then pick up a signal that the

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Ventilstellung entspricht, wobei jedoch ohne Anwendung der Erfindung die Steuerung 29 nur den Fehler erkennen würde, der dem Ausmaß des Unterschiedes zwischen dem Sollwert und dem eigentlichen Wert entspricht. Die Korrektur, die FRC 21 zugeführt wird, würde geringer sein, als sie sollte, da die Zwangskontrollvorrichtung 29 auf einen scheinbar geringen Fehler anspricht (nämlich Sollwert 98% offen und wirklicher Wert 100?6 offen) . Durch die Anwendung der Erfindung wird das wahre Ausmaß des Fehlers gemessen, indem man das Ventilstellungssignal verstärkt, so daß der Zwangssteuerungsvorrichtung mitgeteilt wird, daß die durch TRC 32 gemessene Tempera tür nach wie vor inbezug auf den gewünschten Steuerungsein stellpunkt zu niedrig ist. Die Zwangssteuerungsvorrichtung nimmt dann das verstärkte Ventilstellungssignal auf, und unter Erkennung, daß die Schlangenauslaßtemperatur ausser Kontrolle geraten ist, führt einen korrigierenden Einfluß-aus, indem die Beschickungsgeschwindigkeit über FRC 21 wesentlich herabgesetzt wird.Corresponds to valve position, but without using the Invention, the controller 29 would only recognize the error, the extent of the difference between the setpoint and corresponds to the actual value. The correction applied to FRC 21 would be less than it should since the Override control device 29 responds to an apparently minor error (namely, setpoint 98% open and real Value 100? 6 open). By applying the invention the true extent of the error is measured by amplifying the valve position signal so that the positive control device it is communicated that the temperature measured by TRC 32 door is still too low in relation to the desired control setting point. The forced control device then picks up the amplified valve position signal, and recognizes that the coil outlet temperature is outside Control is advised, carries out a corrective influence, by significantly reducing the loading speed via FRC 21.

Anhand der Figur 3 wird die Erfindung unter Anwendung auf ein Kompressor-Steuersystem erläutert. FRC 33 steuert die Beschikkung zu einem Verfahren 3^» wobei erwünscht ist, daß die Be Schickungsgeschwindigkeit so groß wie möglich, ist· Das Gas, das das Verfahren 3^ verlässt, wird durch den Kompressor 35 komprimiert, dessen Geschwindigkeit durch PRC 36 eingestellt wird, um den Druck aufrechtzuhalten. Die Geschwindiggkeitssteuerung des Kompressors unterliegt einer harten Zwangsbedingung, nämlich der höchstzulässigen Geschwindigkeit. Wenn eine Störung innerhalb des Verfahrens den Gasstrom erhöh-t, so daß dieser die Kapazität des Kompressors überschreitet, wird derThe invention is explained with reference to FIG. 3, applying it to a compressor control system. FRC 33 controls the loading to a method 3 ^ »where it is desired that the loading speed as large as possible, is · The gas leaving the process 3 ^ is made by the compressor 35 compressed, its speed set by PRC 36 is going to keep the pressure going. The speed control of the compressor is subject to a hard constraint, namely the maximum permissible speed. When a malfunction the gas flow is increased within the process so that it exceeds the capacity of the compressor

...11... 11

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Kompressor mit maximaler Geschwindigkeit laufen, während der Druck den Einstellungswert von PRC 36 überschreitet. Das normale Geschwindigkeitssignal würde das Ausmaß der Abweichhung von dem Normalbetrieb nicht ermitteln, und die Zwangssteue rungsvorrichtung 32 würde eine geringere Korrektur auf FRC übertragen, als es sollte, wodurch eine schnell erforderlichhe Aktion verhindert wird. Nach der Erfindung wird das normale Geschwindigkeitssignal um den Unterschied zwischen dem tatsächhlichen Druck und dem gewünschten Druck, d.h. dem Ein Stellungspunkt von PRC 36 verstärkt. Durch diesen verstärkten Fehler empSngt das Zwangssteuersystem 37 das wahre Ausmaß der Abweichung durch die Verfahrens störung und kann dementsprechend reagieren, indem die entsprechende Einstellung der Beschickungsgeschwindigkeit über FRC 33 durchgeführt wird.Compressor run at maximum speed during the Pressure exceeds the setting value of PRC 36. The normal one Speed signal would indicate the extent of the deviation from normal operation, and the positive control device 32 would make a minor correction to FRC transmitted than it should, thereby preventing an action to be taken quickly. According to the invention, this becomes normal Speed signal for the difference between the actual pressure and the desired pressure, i.e. the one position point reinforced by PRC 36. Reinforced by this Error, the compulsory control system 37 receives the true extent the deviation caused by the procedural disruption and can react accordingly by making the appropriate setting the loading speed is carried out via FRC 33.

Die Erfindung kann im wesentlichen auf alle industriellen Verfahren angewendet werden und ist nicht nur auf den Einsatz im Bereich der Erdölraffinierung oder chemischer Verfahren beschränkt.. Die Erfindung kann überall dort einggesetzt werden, wo harte Zwangsbedingungseinschränkungen innerhalb eines Zwangesteuerungssystemes auftreten.The invention can essentially be applied to any industrial Process can be applied and is not limited to use in the field of petroleum refining or chemical processes limited .. The invention can be used wherever severe constraint restrictions within a Forced control system occur.

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Claims

2U4351

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PATENT CLAIMS:

Ij forced control system to control the procedural mode of operation, at which the actual values of predetermined operational variables are measured, whereupon the deviation of the actual values from their nominal values is determined, whereby the limiting actual variable is the one that is operational to the greatest extent requires a change of a predetermined controlled variable and wherein the predetermined controlled variable Variable is set to bring the limiting variable to its setpoint, characterized in that when the operational variable is a position of the operational facilities acts, which depends on the deviation of the measured value from the set point, which is thus related control arrangement is automatically controlled, and if this operational variable is subject to a hard constraint which cannot be exceeded and which prevents the effect from being borrowed The value of the deviation of the variable from its nominal value is displayed, one is the current deviation this operational variable amplified and the deviation of the process measurement from the control value of the Control transfers.

2. Forced control system according to claim 1, characterized in that that the amplification of the actual deviation of the operational variables from their nominal value consists in that one adds to the actual deviation a value which is the difference between the process measurement and the set point is proportional to the control device.

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